「生物学におけるランダムウォーク」を理解する (1.18)

 

数式(1.18),p.10,は付録A,p.126,に詳しく説明されていますが,(1.20),を求めるのに必要となりますので,ここに説明します.
求めたい関係式は,

です.ここで,
 k:n回のステップのうち,右側にステップする確率
 n:総ステップ数
 P:ちょうどk回右へステップする確率
です.

二項分布に従うので,kの平均値は,

となります.ここで,
 p:右にステップする確率
 q:左にステップする確率
です.
k=0,の場合,<k>=0となりますし,

なので,

となります.k=1から始まっていることに注意してください.
次に,np,でくくると,

となります.
 m=k-1,s=n-1
と変換すると,総和の範囲は,
 k:1 -> n
 m:0 -> n-1=s

となりますので,

となります.総和の中身は二項分布そのものですので,その総和は1,となります,従って,

を求めることができました.


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